Cartes mémoires 07a Hydro- und Aerostatik

Cartes-fiches	34
Utilisateurs	26
Langue	Deutsch
Catégorie	Physique
Niveau	Collège
Crée / Actualisé	03.04.2015 / 02.12.2023
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Wovon ist der Schweredruck abhängig?

Dichte

darüberliegende Wassermenge

Eintauchtiefe

Größe der Oberfläche

Erdbeschleunigung

Dichte

darüberliegende Wassermenge

Eintauchtiefe

Größe der Oberfläche

Erdbeschleunigung

Welche Bedingungen müssen erfüllt sein, dass eine Flüssigkeit nicht benetzend ist?

Die Kohäsionskraft muss größer als die Adhäsionskraft sein.

Der Benetzungswinkel ist größer als 90°.

Erkläre was in diesem Bild passiert?

Der Luftdruck drückt von außen auf das Papier und ist größer als der Schweredruck des Wassers

\(p_L > p_{G,Fl} \)

Wie berechnet man die Kraft, die auf den Deckel eines Behälters wirkt, wenn der Außendruck, der absolute Druck im Inneren und die Fläche des Deckels bekannt sind?

Mit der Formel:

\(F=A\cdot \Delta p \)

\(F=A \cdot(p_{A}-p_{I}) \)

Welche physikalische Bedingung muss erfüllt werden, damit der Cartesische Taucher schwebt? (siehe Bild)

Gewichtskraft ist größer als die Auftriebskraft

Gewichtskraft ist gleich groß wie die Auftriebskraft

Gewichtskraft ist kleiner als die Auftriebskraft

Gewichtskraft ist größer als die Auftriebskraft

Gewichtskraft ist gleich groß wie die Auftriebskraft

Gewichtskraft ist kleiner als die Auftriebskraft

Wie lautet das hydrostatische Paradoxon ?

Der Schweredruck hängt von der Wassertiefe aber nicht von der Gefäßform ab, dh der Bodendruck in in den drei Fällen gleich groß.

Auf einem See schwimmt ein großes Schiff.

Wenn dieses Schiff jetzt untergehen würde und vollständig im See versinkt, wie würde sich der Wasserspiegel verändern?

Der Meeresspiegel sinkt.

Laut Schwimmbedingung gilt über Wasser das Prinzip von Archimedes:

Die vom Schiff verdrängte Wassermasse ist gleich der Masse des Schiffes. Weil das Schiff sinkt, ist die mittlere Dichte des Schiffmaterials größer als die Dichte des Wassers.

Sinkt das Schiff wird nur noch das geringere Volumen des Schiffes verdrängt und der Meeresspiegel sinkt.

\(F_{G,Schiff} = F_ {G,verdrängtes\ Wasser} \ \ \ \ \ |: g\)

\(m_{Schiff}=m_{verdrängtes\ Wasser}\)

\(V_{Schiff} \cdot \rho_{Schiff}=V_{verdrängtes\ Wasser} \cdot \rho_{Wasser} \)

Weil das Schiff sinkt, gilt:

\(\rho_{Schiff} > \rho_{Wasser}\)

\(\Rightarrow V_{Schiff} < V_{verdrängtes\ Wasser}\)

Anhand dieser Grafik ist erkennbar, dass ein absoluter Druck von 1,2 bar ein

Überdruck von 0,2 bar ist

Unterdruck ist.

Überdruck von 1,2 bar ist.

Überdruck von 0,2 bar ist

Unterdruck ist.

Überdruck von 1,2 bar ist.

Wie berechnet man die Kraft, um die Magdeburger-Halbkugel auseinander zu ziehen?

\(\Delta p ={\Delta F \over A } \)

\(\Rightarrow \)\(\Delta F = {\Delta p \cdot A}\)

mit \(\Delta p=p_{außen}-p_{innen}\)

Wie groß muss F2 sein, damit das System im Gleichgewicht bleibt?

\({F_1\over A_1}={F_2\over A_2}\)

\(F_2={F_1 \cdot A_2\over A_1}={(20\cdot({r\over 2})^2\cdot\pi)\over (r^2\cdot\pi)}=5kN\)

\(F_2=5kN\)

Bem.: Bei halbem Radius muss nur ein Viertel der Kraft aufgebracht werden.

Wie hoch ist der absolute Druck bei einem Unterdruck von 0,3 bar?

Der absolute Druck beträgt 0,7 bar.

Der (Kolben-) Druck in einer Flüssigkeit ist ...

überall gleich groß.

nicht überall gleich groß.

an der unteren Seite größer als oben.

auf der Seite 3 mal größer als unten.

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

überall gleich groß.

nicht überall gleich groß.

an der unteren Seite größer als oben.

auf der Seite 3 mal größer als unten.

Wie lautet die Formel für den Kolbendruck ?

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

\(Druck = \frac{Kraft}{Fläche}\)

\(p = \frac {F}{A}\)

\([p] = 1 \frac {N}{m^2} = 1 Pa\)

Bem.: 1bar = 100 000 Pa = 10⁵ Pa

Erkläre in Worten wie der Druck in einem Gas entsteht.

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

Der Gasdruck entsteht, indem die Gasmoleküle gegen die Gefäßwand stoßen.

Wie ist die Auftriebskraft in der Luft definiert (in Worten)?

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

Auftriebskraft ist gleich der Gewichtskraft der verdrängten Luft.

\(F_A=F_{G,Luft}=m_{Luft}\cdot g = \rho_{Luft}\cdot V\cdot g\)

Wie ist der Schweredruck definiert?

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

\(p = {F_G \over A}=m \cdot g=V\cdot\rho\cdot{g \over A}=\rho\cdot g\cdot h\)

i.W: Schweredruck = Dichte · Erdbeschleunigung · Höhe

Wie lautet das Gesetz von Archimedes?

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

Die Auftriebskraft ist die Gewichtskraft der verdrängten Flüssigkeit.

Wie bestimmt man die scheinbare Gewichtskraft F_G' in einer Flüssigkeit?

Auftriebskraft - Gewichtskraft der verdrängten Flüssigkeit

Gewichtskraft der verdrängten Flüssigkeit

Gewichtskraft des Körpers - Auftriebskraft

Gewichtskraft des Körpers

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

Auftriebskraft - Gewichtskraft der verdrängten Flüssigkeit

Gewichtskraft der verdrängten Flüssigkeit

Gewichtskraft des Körpers - Auftriebskraft

Gewichtskraft des Körpers

Welche Bedingung muss erfüllt sein, dass eine Flüssigkeit benetzend ist?

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

Die Adhäsionskraft muss größer als die Kohäsionskraft sein.

Der Benetzungswinkel ist kleiner 90°.

Was lässt sich über das Verhältnis zwischen der Dichte eines Körpers und der einer Flüssigkeit sagen, in der er schwimmt?

Der Körper steigt bis er schwimmt!

\(\rho_\text{Körper} < \rho_\text{Flüssigkeit}\)

Wenn ein Körper in einer Flüssigkeit schwebt, dann ist....

die Dichte des Körpers kleiner wie die Dichte der Flüssigkeit.

der Körper gleich schwer wie ein Kubikmeter der Flüssigkeit.

die Dichte des Körpers gleich der, der Flüssigkeit.

dieser Körper mit großer Wahrscheinlichkeit aus Carbon.

die Dichte des Körpers kleiner wie die Dichte der Flüssigkeit.

der Körper gleich schwer wie ein Kubikmeter der Flüssigkeit.

die Dichte des Körpers gleich der, der Flüssigkeit.

dieser Körper mit großer Wahrscheinlichkeit aus Carbon.

Warum sind beide Gewichte auf der gleichen Höhe? (Überlegung)

Beide Gewichte sind auf gleicher Höhe, weil das Verhältnis von Kraft zu Fläche auf beiden Seiten gleich groß ist.

\(p_1 = p_2\)

\(\frac {F_1} {A_1} = \frac {F_2} {A_2}\)

Erkläre die Begriffe "Kohäsionskraft" & "Adhäsionskraft"

Kohäsionskraft: Diese Kraft wirkt zwischen zwei gleichartigen Molekülen

Adhäsionskraft: Diese Kraft wirkt zwischen verschiedenartigen Molekülen

Berechne die Wasserhöhe, wenn eine Kraft von 1N auf eine Fläche von 1m² wirkt.

Hinweis: Dichte von Wasser = 1000kg/m³

\(p= {F\over A}={ 1N \over 1m²}=1Pa\)

\(p={\rho \cdot g \cdot h } \Rightarrow \)

\(h={p\over g·ρ}={1Pa\over 10{m\over s²}·1000{kg\over m³}}=0,1mm\)

07a Hydro- und Aerostatik

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